План работ научного исследования

Цель проекта:

Развитие методов сверхбыстрой калориметрии для исследования теплофизических и термохимических свойств перспективных веществ и материалов с низкой термодинамической и кинетической стабильностью: полимеров и полимерных композитов, олиго- и полипептидов, белков, макроциклических рецепторов, лекарственных субстанций, ионных жидкостей и др.

Задачи проекта:

Получение новой, практически важной информации о поведении веществ и материалов в ходе их получения, термической обработки и применения, включая характеристики следующих процессов:

- образование твердых дисперсий поливинилпирролидонов с гидрофобными лекарственными субстанциями;

- плавление без существенного разложения биомолекул (от небольших пептидов до белков), в том числе в зависимости от степени увлажнения и добавки органических растворителей;

- анфолдинг и рефолдинг макромолекул под действием температуры и органических денатурантов;

- твердофазные химические реакции в олигопептидах, приводящих к образованию циклических олигомеров;

- индуцированные нагревом и связыванием/удалением субстратов фазовые/полиморфные переходы в макроциклических рецепторах;

- парообразование (сублимация) низколетучих веществ, в том числе ионных жидкостей, биомолекул и др;

- нуклеация полимеров в широком интервале температур.

Разработка нового метода определения энтальпии фазовых переходов (конденсированная фаза – газ и твердое тело – жидкость).

Планируемые результаты проекта:

- Теплофизические параметры полимеров, композитных и биоматериалов в процессах нагрева и охлаждения со скоростями, релевантными технологиям получения, обработки и применения материалов, в том числе оптимальные условия для формирования дисперсий гидрофобных лекарственных препаратов, для создания на их основе новых форм доставки с улучшенными солюбилизационными характеристиками.

- Кинетическая информация в малом масштабе времени (миллисекундное разрешение) о процессах, включая химические реакции, протекающих в твердой фазе олигопептидов и материалов на их основе, необходимая для разработки методов получения новых органических наноматериалов с практически полезными свойствами.

- Термодинамические и теплофизические характеристики полиморфных и других фазовых переходов супрамолекулярных макроциклических рецепторов с повышенной селективностью отклика на связывание/удаление субстрата,. для перспективных сенсорных систем на пары и газы, использующих новые принципы детектирования,

- Кинетическая и теплофизическая информация о процессах, протекающих в белках в сухом, увлажненном и растворенном состоянии в ходе нагрева и охлаждения, для создания моделей, описывающих плавление, денатурацию и ренатурацию белков.

- Новый метод определения энтальпии фазовых переходов (конденсированная фаза – газ и твердое тело – жидкость). Уникальная термодинамическая информация о процессах испарения (сублимации) малолетучих соединений, включая ионные жидкости, большие и малые биомолекулы.

Опубликование статей по материалам исследований. Участие в научных конференциях. Создание нового лекционного курса.